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Title:
PROPORTIONAL VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/007810
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a proportional valve, especially for regulating the shifting pressure in an automatic transmission for a motor vehicle. The inventive valve is subdivided into a hydraulic section and into an electric section by a magnetic interface (XXXX). The bearing points (1, 2) of the hydraulic valve slide are arranged on the side of the valve opposite the electric coil, i.e. in the hydraulic section, so that the armature (5) projects into the coil space in a floating manner.

Inventors:
REMMLINGER HUBERT (DE)
MAYR KARLHEINZ (DE)
RUNGE WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/006778
Publication Date:
February 01, 2001
Filing Date:
July 15, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
REMMLINGER HUBERT (DE)
MAYR KARLHEINZ (DE)
RUNGE WOLFGANG (DE)
International Classes:
F16K31/06; G05D16/20; (IPC1-7): F16K31/06
Foreign References:
BE627757A
EP0538986A11993-04-28
DE19607773A11997-09-04
EP0893636A11999-01-27
US5722633A1998-03-03
US4647008A1987-03-03
US5823507A1998-10-20
DE19518519A11996-11-21
EP0365146A21990-04-25
DE19715024A11998-10-15
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Description:
Proportionalventil Die vorliegende Erfindung betrifft ein Proportional- ventil, insbesondere für die Schaltdruckregelung in einem Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Proportionalventile zur Druckregelung werden in der Kraftfahrzeugtechnik vielfältig verwendet.

Druckregelventile werden beispielsweise für die Brems- kreise von mit ABS versehenen Kraftfahrzeugen verwendet, wie es aus der DE 197 15 024 bekannt ist. Hierin ist eine Schaltungsanordnung zum Anschluß elektrischer Verbraucher beschrieben, insbesondere der Hydraulikpumpe und der elek- trisch betätigbaren Hydraulikventile eines ABS-Regelungs- system für ein Kraftfahrzeug, an die Energieversorgung, wobei zwischen den Verbrauchern und der Energiequelle Schalter zum ein-und ausschalten der Pumpe zur individuel- len Betätigung der Hydraulikventile und zur Gesamtabschal- tung der Druckregelventile eingefügt sind.

Derartige für die ABS-Bremstechnik verwendete Ventile sind bereits auch als Digitalventile ausgebildet worden, die über eine magnetische Schnittstelle verfügen, so daß eine Trennung zwischen hydraulischer und elektrischer Seite des Komplettmoduls im Digitalventil direkt realisiert wer- den kann. Dies bringt die Vorteil mit sich, daß mit hoch- integrierten Modulen einerseits separat prüfbare Einheiten entstehen und andererseits durch die Hochintegration Ko- steneinsparungen möglich sind. Diese Unterteilung in hy- draulische und elektrische Seiten eines Komplettmoduls eig-

nete sich jedoch bisher nur für reine Schaltventile, da hierbei die Fertigungstoleranzen in der magnetischen Schnittstelle den Anforderungen an die Reproduzierbarkeit des Magnetflusses genügen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Propor- tionalventil zu schaffen, das ebenfalls über eine magneti- sche Schnittstelle in einem elektrischen Abschnitt und in einen hydraulischen Abschnitt unterteilt ist und bei dem der Magnetfluß eine hohe Reproduzierbarkeit aufweist.

Ausgehend von einem Proportionalventil der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen ; vorteilhafte Aus- gestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß das Propor- tionalventil durch eine magnetische Schnittstelle in einen hydraulischen Abschnitt und in einen elektrischen Abschnitt unterteilt sind, wobei die Lagerstellen des hydraulischen Ventilschiebers auf der der elektrischen Spule entgegenge- setzten Seite des Ventils, d. h. im hydraulischen Abschnitt angeordnet sind, so daß der Anker fliegend in den Spulen- raum ragt.

Die magnetische Schnittstelle besteht dabei aus einer im Spulengehäusemantel im wesentlichen senkrecht zur Ven- tillängsachse verlaufenden nicht geradlinigen Linie mit federnd ausgeführter Kreuzschlitzung und weist die Form eines Schiebesitzes mit langem Übergangskonus auf.

Vorteilhafterweise ist der elektrische Abschnitt mit Messerkontakten versehen und schwimmend in einem mit einer Biegeformfeder versehenen Modul gelagert ; das Modul weist an seiner Aufnahmeseite für den elektrischen Abschnitt eine Tellerfeder zur Übertragung von außen aufgeprägter Füge- kräfte auf die magnetische Schnittstelle auf.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Propor- tionalventils, das sich insbesondere für die Schaltdruckre- gelung in Automatgetrieben für Kraftfahrzeuge eignet, wird der Vorteil erzielt, daß zwei separat prüfbare Einheiten zur Verfügung gestellt werden, nämlich einmal der elektri- sche Abschnitt und zum anderen der hydraulische Abschnitt ; die Verantwortung für ein prüfbares mechatronisches Kom- plettmodul kann damit zum Lieferanten verlagert werden ; eine Verlegung dieses Proportionalventils bei Aufnahme wei- terer elektrischer Funktionen direkt in die im Automatge- triebe vorgesehene Kanalplatte ist möglich ; eine Kostenein- sparung ist durch das Weglassen diskreter Bauelemente mög- lich ; die integrierte Kompaktbauweise ermöglicht außerdem eine optimale Bauraumnutzung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei- spiel dargestellt ist.

Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Proportionalventil, Fig. 2 einen Schnitt durch das in Fig. 1 mit Z be- zeichnete Detail,

Fig. 3 eine Draufsicht auf dieses mit Z bezeichnete Detail und Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. l.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Proportionalventil mit einem mit, Elektrik bezeichneten elektrischen Abschnitt und mit einem mit, Hy- draulik bezeichneten hydraulischen Abschnitt, die also bei diesem Proportionalventil konstruktiv trennbar voneinander vorgesehen sind und in Fig. 1 im zusammengebauten Zustand dargestellt sind. Erfindungsgemäß ist bei diesem Proportio- nalventil eine sogenannten fliegende Lagerung der Ankerach- se vorgesehen, d. h. daß die Lagerstellen 1,2 des hydrau- lischen Ventilschiebers 3 auf der dem elektrischen Ab- schnitt mit der elektrischen Spule 4 gegenüberliegenden Seite des Proportionalventils angeordnet sind, d. h. im hydraulischen Abschnitt, so daß der Anker 5 fliegend in den Spulenraum ragt.

Die eigentliche die beiden Abschnitte voneinander trennende magnetische Schnittstelle B ist im wesentlichen im Spulengehäusemantel 6 ausgebildet und durch eine Kreuz- schlitzung 7 (Fig. 2) federnd ausgeführt, d. h. als Schie- besitz mit langem Übergangskonus 8 (Fig. 3). Die magneti- sche Schnittstelle B ist in Fig. 1 durch die mit... xxx... gekennzeichnete Linie angedeutet, welche die beiden Ab- schnitte voneinander nicht durch eine in einer Ebene ver- laufende Linie trennt, sondern die den in Fig. 1 einge- zeichneten mäanderförmigen Verlauf nimmt.

Der elektrische Abschnitt weist vorteilhafterweise Messerkontakte 9 auf, die beispielsweise in einem der Auf- nahme dienendem Modul 10 durch eine Biegeformfeder 11 (Fig. 4) schwimmend gelagert ist, so daß Fertigungstoleran- zen, insbesondere Achsversätze, ausgeglichen werden können.

Eine modulseitig weiterhin integrierte Tellerfeder 12 über- trägt die von außen aufgeprägten Fügekräfte F auf die ma- gnetische Schnittstelle B.

Bezugszeichen 1 Lagerstelle 2 Lagerstelle 3 Hydraulikschieber 4 elektrische Spule 5 Anker 6 Gehäusemantel 7 Kreuzschlitzung 8 Konus 9 Messerkontakt 10 Modul 11 Biegeformfeder 12 Tellerfeder

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Proportionalventil, insbesondere für die Schalt- druckregelung in einem Automatgetriebe für ein Kraftfahr- zeug, mit einer ein Magnetfeld erzeugenden elektrischen Spule und mit einem Anker, der verschiebbar in einem Spu- lenraum gelagert ist und der mit einem hydraulischen Ven- tilschieber über die Ankerachse verbunden ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Proportionalventil eine magnetische Schnittstelle (B) aufweist, die das Ventil in einen hydraulischen Abschnitt und in einen elektrischen Abschnitt unterteilt, wobei die Lagerstellen (1,2) des hydraulischen Ventilschiebers (3) auf der der elektrischen Spule (4) entgegengesetzten Seite des Ventils, d. h. im hydraulischen Abschnitt, angeordnet sind, so daß der An- ker (5) fliegend in den Spulenraum ragt.

2. Proportionalventil nach Anspruch 1, dadurch g e- k e n n z e i c h n e t, daß die magnetische Schnitt- stelle (B) aus einer im Spulengehäusemantel (6) im wesent- lichen senkrecht zur Ventillängsachse verlaufenden, nicht geradlinigen Linie besteht, mit federnd ausgeführter Kreuz- schlitzung (7) und die Form eines Schiebesitzes mit langem Übergangskonus (8) aufweist.

3. Proportionalventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der elektrische Abschnitt Messerkontakte (9) aufweist und schwimmend in einem mit einer Biegeformfeder (11) versehe- nen Modul (10) gelagert ist.

4. Proportionalventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Modul (10) an seiner Aufnahmeseite für den elektrischen Abschnitt mit einer Tellerfeder zur Übertragung von außen aufgeprägter Fügekräfte (F) auf die magnetische Schnitt- stelle (B) versehen ist.